TDI-CMOS成像系統(tǒng)研究及MTF模型分析.pdf

1、傳統(tǒng)線陣圖像傳感器以一維線陣像素,采用掃描成像獲取二維圖像,但由于像素和拍攝物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),成像性能受限于光照強(qiáng)度、像素曝光時(shí)間和運(yùn)動(dòng)速度。時(shí)間延遲積分技術(shù),采用面陣像素結(jié)合掃描成像方式,對(duì)成像物體多次曝光累加等效延長(zhǎng)曝光時(shí)間,提高了成像信噪比,更適用于低光照高速成像領(lǐng)域TDI-CMOS圖像傳感器具有與CMOS工藝兼容、高集成度、低功耗、抗輻照等特點(diǎn),正成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn),基于TDI-CMOS圖像傳感器成像系統(tǒng)及其成像質(zhì)量的研究也

2、具有重要的意義。本文研究了TDI-CMOS成像系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)調(diào)制傳輸函數(shù)模型,并設(shè)計(jì)了一種TDI-CMOS成像系統(tǒng)。
　　本文首先在對(duì)TDI-CMOS圖像傳感器成像系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上,建立了成像系統(tǒng)仿真模型,然后對(duì)TDI-CMOS成像系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)進(jìn)行了建模分析,探討了像素有效感光比、掃描效率、讀出效率、速度失配比和累加級(jí)數(shù)對(duì)成像系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)的影響,其次,分析了多次采樣疊加下成像系統(tǒng)的調(diào)制傳輸函數(shù)模型,探討了采樣次數(shù)和疊加次數(shù)對(duì)

3、成像質(zhì)量的影響。本文還基于TDI-CMOS圖像傳感器設(shè)計(jì)了TDI-CMOS成像系統(tǒng),研究了成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),具體完成了成像系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、主控SOPC設(shè)計(jì)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。本文中TDI-CMOS成像系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)的建模分析對(duì)TDI-CMOS圖像傳感器及成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化具有一定的參考意義。本文實(shí)現(xiàn)的TDI-CMOS成像系統(tǒng)提供了圖像傳感器和拍攝物體間最大3m/s的相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件,在多種累加級(jí)數(shù)下可正常成像,最大可實(shí)現(xiàn)128